República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación superior I.U.T.E.T I.U.T.E.T Extensión E xtensión Dividive Di vidive Dividive Muncp. Miranda Edo. Truillo
Introducción! -El proceso de fabricación es aquel a través del cual se realizan todos los productos que usamos en nuestro día a día debido a que su producción por ser en masa, se deben realizar varias labores que están divididas para mejorar el producto y el tiempo de salida al mercado del mismo, ya que se necesitan hacer varios procesos para la culminación de un determinado objeto, alimento, entre otros, el proceso de fabricación lo que busca es organizar todas estas prácticas para mejorar lo mayor posible la calidad y la cantidad del servicio o producción de una empresa -!racias al trabajo de investigación que desarrollaremos podremos originar un conocimiento acerca de esta práctica la cual le veremos dentro de cualquier empresa sea peque"a o grande
Desarrollo: Sistema industrial: -Es un acuerdo laboral en el que una serie de personas cooperan para producir bienes de consumo #oy en día, el término industria se emplea normalmente para referirse a un gran establecimiento que emplea a muchas personas para la producción en serie de bienes de consumo o industriales $in embargo, el sistema industrial e%iste desde hace mucho tiempo
-&a división del trabajo es un principio básico de la industrialización En la división de trabajo, cada trabajador es asignado a un cometido diferente, o fase, en el proceso de fabricación, y como resultado, la producción total
aumenta 'omo muestra la ilustración, si una persona realiza las cinco fases en la fabricación de un producto puede hacer una unidad al día 'inco trabajadores, cada uno especializado en una de las cinco fases, pueden hacer () unidades en el mismo tiempo
Proceso de fabricación: -*n proceso de fabricación, también denominado proceso industrial, manufactura o producción, es el conjunto de operaciones necesarias para modificar las características de las materias primas +ichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tama"o o la estética $e realizan en el ámbito de la industria -ara la obtención de un determinado producto serán necesarias multitud de operaciones individuales de modo que, dependiendo de la escala de observación, puede denominarse proceso tanto al conjunto de operaciones desde la e%tracción de los recursos naturales necesarios hasta la venta del producto como a las realizadas en un puesto de trabajo con una determinada máquina-herramienta -En el ámbito industrial se suelen considerar convencionalmente los procesos elementales de los cuales algunos son mecánicos y otros químicos como se indican a continuación •
Tecnología mecánica : I. Moldeo:
a) Fundición: $e denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, com.nmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica
-El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido
b) Pulvimetalúrgia: &a pulvimetal.rgia o metalurgia de polvos es un proceso de fabricación que, partiendo de polvos finos y tras su compactación para darles una forma determinada /compactado0, se calientan en atmósfera controlada /sinterizado0 para la obtención de la pieza
-Este proceso es adecuado para la fabricación de grandes series de piezas peque"as de gran precisión, para materiales o mezclas poco comunes y para controlar el grado de porosidad o permeabilidad -1lgunos productos típicos son rodamientos, árboles de levas, herramientas de corte, segmentos de pistones, guías de válvulas, filtros, etc
c) Moldeo por inyección: En ingeniería, el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero o cerámico en estado fundido /o ahulado0 en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio peque"o llamado compuerta En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos &a pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada
d) Moldeo por soplado: En ingeniería, el moldeo por soplado es un proceso por medio del cual se producen objetos de plástico huecos, como botellas Es un proceso semicontinuo que incluye dos pasos, la e%trusión del polímero fundido a través de un dado especial con un perfil tubular llamado párison y el inflado de este tubo en un molde, del cual toma la forma final el polímero e%truido
e) Moldeo por compresión: El moldeo por compresión es un proceso de conformado de piezas en el que el material, generalmente un polímero, es introducido en un molde abierto al que luego se le aplica presión para que el material adopte la forma del molde y calor para que el material reticule y adopte definitivamente la forma deseada
-El moldeo por compresión se utiliza en forma com.n para procesar compuesto de madera y plástico, obteniendo un material económico y durable que generalmente se usa en techos, pisos y perfiles en dise"o de jardines El moldeo por compresión es el método menos utilizado en obtención de piezas
II.
Conformado o deformación plástica:
a) aminado: &a laminación es un método de conformado o deformación utilizado para producir productos metálicos alargados de sección transversal constante
-Este proceso metal.rgico se puede realizar con varios tipos de máquinas &a elección de la máquina más adecuada va en función del tipo de lámina que se desea obtener /espesor y longitud0 y de la naturaleza y características del metal Este es un proceso en el cual se reduce el espesor del material pasándolo entre un par de rodillos rotatorios los rodillos son generalmente cilíndricos y producen productos planos tales como láminas o cintas 2ambién pueden estar ranurados o grabados sobre una superficie a fin de cambiar el perfil, así como estampar patrones en relieve Este proceso de deformación puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío
b) For!a: &a forja es el arte y el lugar de trabajo del forjador o herrero, cuyo trabajo consiste en dar forma al metal por medio del fuego y del martillo
-*na forja contiene básicamente una fragua para calentar los metales /normalmente compuestos de hierro0, un yunque y un recipiente en el cual se pueden enfriar rápidamente las piezas forjadas para templarlas &as herramientas incluyen tenazas para coger el hierro caliente y martillos para golpear el metal caliente
c) "#trusión: &a e%trusión es un proceso usado para crear objetos con sección transversal definida y fija El material se empuja o se e%trae a través de un troquel de una sección transversal deseada &as dos ventajas principales de este proceso por encima de procesos manufacturados es la habilidad para crear secciones transversales muy complejas y el trabajo con materiales que son quebradizos, porque el material solamente se encuentra fuerzas de compresión y de cizallamiento
d) Calandrado: El calandrado es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos &a finalidad puede ser obtener láminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lámina
-Este proceso se aplica a una gran variedad de materiales, incluyendo metales, fibras te%tiles, papel y polímeros
III.
Procesos con arran$ue de material:
a) Mecani%ado: Es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta o por abrasión
-$e realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja &os productos obtenidos pueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores b) &orneado: $e llama tornear a la operación de mecanizado que se realiza en cualquiera de los tipos de torno que e%isten El torneado consiste en los mecanizados que se realizan en los ejes de revolución u otros componentes que tengan mecanizados cilíndricos concéntricos o perpendiculares a un eje de rotación tanto e%teriores como interiores ara efectuar el torneado los tornos disponen de accesorios adecuados para fijar las piezas en la máquina y de las herramientas adecuadas que permiten realizar todas las operaciones de torneado que cada pieza requiera
-#oy día los mecanizados complejos y de precisión se realizan en torno '3', y las series grandes de piezas se realizan en torno automático, sin embargo a.n quedan muchos mecanizados que se realizan en torno paralelo donde se requiere una buena pericia y profesionalidad de parte de los operarios que los manejan
c) Fresado: *na fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas
-El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tó%icos para la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten da"os a las máquinas, a las instalaciones y a los productos finales o semielaborados
d) taladrado: &a taladradora es la máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos +estacan estas máquinas por la sencillez de su manejo 2ienen dos movimientos El de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes, y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo
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&ratamiento t(rmico:
-$e conoce como tratamiento térmico el proceso al que se someten los metales u otros sólidos como polímeros con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad &os materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono 2ambién se aplican tratamientos térmicos diversos a los sólidos cerámicos
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Procesos de ensamble:
-&a función básica de proceso de ensamble, /montaje0 es unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo &a unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos -$ujeción mecánica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores, cu"as y uniones por ajuste a presión estos .ltimos se consideran sempiternamente, las efectuadas con otros sujetadores mecánicos no son permanentes los mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la preparación de partes por unir -1lgunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas, soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos &a soldadura se efect.a con el uso de calor, de presión o ambos -El calor producirá cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y están en uso 'I.
Procesos de acabado:
-&as funciones principales de los procesos de acabado son limpiar, proteger y decorar la superficie &a limpieza de la superficie suele ser el primer paso &a limpieza elimina la mugre, aceites, grasa, incrustaciones o costuras y herrumbre, a fin de preparar la superficie para un tratamiento adicional &a limpieza se puede efectuar por medios mecánicos como limpieza con chorro de abrasivo o por medios químicos, como limpieza alcalina 1hora bien, algunos procedimientos de limpieza pueden servir, a la vez, para limpieza y acabado -4tros fines de los procesos de acabado, son proteger la superficie contra el deterioro y decorarla para aumentar su atractivo estético El acabado se efect.a al cubrir la superficie con el revestimiento conveniente -&as superficies se pueden revestir con revestimientos orgánicos /pinturas0, revestimientos metálicos, revestimientos de fosfato, esmaltes porcelanizados y revestimiento de cerámica
Elementos del proceso productivo: a) Principio de productibilidad: &os productos dise"ados, no sólo deben tener funcionalidad adecuada y ser de aspecto agradable, sino que también deben ser de un costo razonable y fáciles de manufacturar
b) elección y dise*o del proceso: 'onsiste en la selección de los insumos, operaciones, flujos de trabajo y métodos para la producción de bienes y servicios 'omprende las combinaciones deseables de destrezas humanas, materias primas y equipos, que sean consistentes con la estrategia de posicionamiento de la empresa y con su habilidad y capacidad para conseguir estos recursos c) Ma$uinas no fle#ibles:
d) Ma$uinas +erramientas fle#ibles:
d) Flu!o de traba!o: 2alleres de trabajo, por lotes, línea de ensamble, flujo continuo
oco oco 1lto 1lto 6olumen 6olumen, 6olumen 6olumen, 7le%ibilidad, 1lta &itografía 5 *no de8.ltiples su ocos7uerte 'osto *nitario 1lto 9estaurante 7rancés roductos Estan2alleres 2ipo roductos Equipo pesado 55 rincipales darización +e trabajo 'afé &otes 555 Ensamble de &inea automóviles 56de 1z.car :urger ;ing 7le%ibilidad, :aja ensamble 7lujo 9efinería continuo
'osto *nitario :ajo
Requisitos para un funcionamiento adecuado de los procesos continuos: a0 &a demanda debe ser lo más uniforme posible b0 El producto o servicio debe ser estandarizado c0 &os materiales deben ajustarse a las especificaciones y ser entregados a tiempo d0 2odas las operaciones referentes a la realización de un trabajo han de ser detalladas y definidas e0 &a ejecución de las tareas debe ajustarse a las especificaciones y estándares de calidad f0 El mantenimiento debe ser preventivo g0 2odas las etapas deben de estar equilibradas
Esquema de desarrollo de un nuevo producto:
,.
Como lo vio investigación de mercadeo.
-.
Como lo presento ventas.
.
Como lo dise*o ingenier/a.
0. Como se fabricó.
1.
Como lo reviso el personal de campo.
2.
o $ue deseaba el cliente.
Ejemplo de un elemento mecánico: -Má$uina: *na má$uina /del latín mach
-os elementos $ue componen una má$uina son: •
Motor es el mecanismo que transforma la energía para la realización del trabajo requerido
-'onviene se"alar que los motores también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original /eléctrica, química, potencial, cinética0 en energía mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón 1quellas máquinas que realizan la transformación
inversa, cuando es posible, se denominan má$uinas generadoras o generadores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los generadores de energía eléctrica, también deben incluirse en esta categoría otro tipos de máquinas como, por ejemplo, las bombas o compresores •
Evidentemente, en ambos casos hablaremos de máquina cuando tenga elementos móviles, de modo que quedarían e%cluidas, por ejemplo, pilas y baterías
•
Mecanismo es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto .til buscado
•
3astidor es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos
•
Componentes de seguridad son aquellos que, sin contribuir al trabajo de la máquina, están destinados a proteger a las personas que trabajan con ella 1ctualmente, en el ámbito industrial es de suma importancia la protección de los trabajadores, atendiendo al imperativo legal y económico y a la condición social de una empresa que constituye el campo de la seguridad laboral, que está comprendida dentro del concepto más amplio de prevención de riesgos laborales
-Clasificaciones de las má$uinas: -ueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere 1tendiendo a los componentes anteriormente descritos, se suelen realizar las siguientes clasificaciones Motor o fuente de energ/a •
8áquinas manuales o de sangre
•
8áquinas eléctricas
•
8áquinas hidráulicas
•
8áquinas térmicas
Mecanismo o movimiento principal
•
•
•
&ipo de bastidor
8áquinas rotativas 8áquinas alternativas 8áquinas de reacción
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:astidor fijo
•
:astidor móvil
-+ichas clasificaciones no son e%cluyentes, sino complementarias, de modo que para definir un cierto tipo de máquina será necesario hacer referencia a los tres aspectos -4tra posible clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, e%primidores, etc &a lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el dise"o y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad -Importancia: -*na máquina es un componente importante dentro del proceso de fabricación ya que facilita el trabajo duro dentro de la empresa y han sido parte fundamental desde el inicio de la industria estos sistemas evolucionan a medida del avance de la tecnología por ello el personal que las opera o hace mantenimiento tiene que estar especializado ya que una máquina dentro del proceso productivo no se puede dar el lujo de estar detenida ya que la e%igencia del mercado es muy alta con los tiempos de entrega de un producto -&as máquinas crean eficiencia y eficacia en el proceso de fabricación
Ejemplo básico del proceso de fabricación del acero: -El hierro en estado puro no posee la resistencia y dureza necesarias para las aplicaciones de uso com.n $in embargo, cuando se combina con peque"as cantidades de carbono se obtiene un metal denominado acero, cuyas propiedades varían en función de su contenido en carbono y de otros elementos en aleación, tales como el manganeso, el cromo, el silicio o el aluminio, entre otros -El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales •
El arrabio, obtenido a partir de mineral en instalaciones dotadas de horno alto /proceso integral0
•
&as chatarras férricas, que condicionan el proceso de fabricación En líneas generales, para fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor con o%ígeno, mientras que partiendo de chatarra como .nica
materia prima se utiliza e%clusivamente el horno eléctrico /proceso electrosider.rgico0
Principios básicos para la obtención del acero
-&a obtención del acero pasa por la eliminación de las impurezas que se encuentran en el arrabio o en las chatarras, y por el control, dentro de unos límites especificados seg.n el tipo de acero, de los contenidos de los elementos que influyen en sus propiedades a) Fabricación en +orno el(ctrico:
&a fabricación del acero en horno eléctrico se base en la fusión de las chatarras por medio de una corriente eléctrica, y al afino posterior del ba"o fundido
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+orno el(ctrico:
-El horno eléctrico consiste en un gran recipiente cilíndrico de chapa gruesa /(= a >) mm de espesor0 forrado de material refractario que forma la solera que alberga el ba"o de acero líquido y escoria El resto del horno está formado por paneles refrigerados por agua &a bóveda es desplazable para permitir la carga de la chatarra a través de unas cestas adecuadas -&a bóveda está dotada de una serie de orificios por los que se introducen los electrodos, generalmente tres, que son gruesas barras de grafito de hasta ?)) mm de diámetro &os electrodos se desplazan de forma que se puede regular su distancia a la carga a medida que se van consumiendo -&os electrodos están conectados a un transformador que proporciona unas condiciones de voltaje e intensidad adecuadas para hacer saltar el arco, con intensidad variable, en función de la fase de operación del horno -4tro orificio practicado en la bóveda permite la captación de humos, que son depurados convenientemente para evitar contaminar la atmósfera -El horno va montado sobre una estructura oscilante que le permite bascular para proceder al sangrado de la escoria y el vaciado del ba"o b) Proceso de fabricación del acero
El proceso de fabricación se divide básicamente en dos fases la fase de
fusión y la fase de afino -Fase de fusión *na vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes /principalmente cal0 se desplaza la bóveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, haciéndose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada -Fase de afino: El afino se lleva a cabo en dos etapas &a primera en el propio horno y la segunda en un horno cuchara -En el primer afino se analiza la composición del ba"o fundido y se procede a la eliminación de impurezas y elementos indeseables /silicio, manganeso, fósforo, etc0 y realizar un primer ajuste de la composición química por medio de la adición de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios /cromo, níquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc0 -El acero obtenido se vacía en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la función de cuba de un segundo horno de afino en el que termina de ajustarse la composición del acero y de dársele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricación -"l control del proceso: ara obtener un acero de calidad el proceso debe controlarse en todas sus fases empezando, como ya se ha comentado, por un estricto control de las materias primas cargadas en el horno -+urante el proceso se toman varias muestras del ba"o y de las escorias para comprobar la marcha del afino y poder ir ajustando la composición del acero ara ello se utilizan técnicas instrumentales de análisis /espectómetros0 que permiten obtener resultados en un corto espacio de tiempo, haciendo posible un control a tiempo real y la adopción de las correcciones precisas de forma casi instantánea, lográndose así la composición química deseada -&os dos elementos que más pueden influir en las características y propiedades del acero obtenido, el carbono y el azufre, se controlan de forma adicional mediante un aparato de combustión &E'4 ero además de la composición del ba"o y de la escoria, se controla de forma rigurosa la temperatura del ba"o, pues es la que determina las condiciones y la velocidad a la que se producen las distintas reacciones químicas durante el afino
"onclusión! -+ebido al trabajo investigado hemos logrado almacenar un conocimiento básico del proceso de fabricación dentro del cual hay una serie de actividades por la cual debe pasar la materia prima para lograr salir a la venta y ser un producto de calidad en toda empresa es necesario crear un plan para la fabricación y dentro de dicho plan hay que tener claro cuáles son las acciones que se deben ejecutar dependiendo de lo que se quiera lograr producir estas acciones pueden ser mecanizados, torneados, fresados, forjados, moldeo, fundición, tratamiento térmicos adicionales, desinfectar, batir, mezclar, separar, pasteurizar, empaquetar, limpiar, transportar, endurecer, en fin todo aquello que se necesite con el fin de cometer los objetivos plasmados dentro de la empresa
